一种激光三角测量系统的测量方法、装置及介质

技术特征：
1.一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述激光三角测量系统包括激光发射器、相机以及上位机，其中，相机中的透镜和光敏传感器平行；所述激光三角测量系统的测量方法，包括以下步骤：激光发射器发射激光到被测物体表面；相机采集由被测物体表面反射的激光，获得光斑图像；获取光斑图像中光斑的坐标位置，根据坐标位置和预设的映射关系获取被测物体表面的移动距离；其中，所述映射关系通过对激光三角测量系统进行标定获得。2.根据权利要求1所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括对激光三角测量系统进行标定的步骤：构建激光三角测量模型；对激光三角测量模型进行转换，获取映射关系的函数；求解映射关系的函数的参数，实现激光三角测量系统的标定。3.根据权利要求2所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述激光三角测量模型的表达如下：式中，s为被测物体的实际位移，s
′
为光斑位移；l为参考平面光斑到透镜中心的距离，l
′
为透镜到光斑成像的距离，β为参考平面反射光线和光敏传感器的夹角，γ为激光入射角，α为参考平面上光斑的反射角；其中，参考平面位于被测物体表面的上方。4.根据权利要求3所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述对激光三角测量模型进行转换，获取映射关系的函数，包括：对激光三角测量模型进行转换，获得映射关系的表达式：令获得映射关系的函数如下：sq1 ss
′
q2＝s
′
。5.根据权利要求4所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述求解映射关系的函数的参数，实现激光三角测量系统的标定，包括：采用测量工具获取两组或两组以上数据，根据测量获得的数据获得矩阵方程：令：依据最小二乘法原理，得公式：min
l
{(p-uq)
t
(p-uq)}，对公式求导值为0时，解得q为最
优解，即：q＝(u
t
u)-1
u
t
p求解获得q1、q2的值后，实现激光三角测量系统的标定。6.根据权利要求5所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括获取相机参数的步骤：在参考平面位置不变的情况下，沿着与参考平面平行的方向的平移相机；获取平移相机后光斑在光斑图像上的位移h；对平移相机后的激光三角测量系统进行标定，获得新的参数q
′1、q
′2；根据参数q1、q2、q
′1、q
′2和h求解获得相机的像距d，即成像传感器到透镜中心的距离。7.根据权利要求6所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，所述激光三角测量系统为直射式激光三角测量系统，即γ＝0，q1和q2的表示式为：的表示式为：控制参考平面反射的光线垂直射入相机，此时β＝90
°
，d＝l，此时q1和q2的表达式为：的表达式为：相机平移后，对激光三角测量系统进行标定获得：对激光三角测量系统进行标定获得：根据q1、q2和q
′1的表达式获得公式(1)：根据公式(1)求解获得像距d。8.根据权利要求7所述的一种激光三角测量系统的测量方法，其特征在于，为了降低误差，将q
′2与公式(1)进行结合，获得公式(2)：根据公式(2)求解获得像距d。9.一种激光三角测量系统的测量装置，其特征在于，包括：、长度测量工具至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-8任一项所述方法。10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-8任一项所述方法。

技术总结
本发明公开了一种激光三角测量系统标定方法、装置及介质，激光三角测量系统包括激光发射器、相机以及上位机，测量方法包括以下步骤：激光发射器发射激光到被测物体表面；相机采集由被测物体表面反射的激光，获得光斑图像；获取光斑图像中光斑的坐标位置，根据坐标位置和预设的映射关系获取被测物体表面的移动距离；其中，所述映射关系通过对激光三角测量系统进行标定获得。本发明通过激光发射器、相机以及上位机组装一个简单的激光三角测量系统，可以在不同的场合下使用，且可以随时调整系统参数，适用性广、成本低。本发明可广泛应用于激光测量技术领域。用于激光测量技术领域。用于激光测量技术领域。


技术研发人员：王丹丹 张勇
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/7/9